兩種媒質的折射率，這就是折射定律表達式。
兩種媒質相比較，媒質的折射率越大，光在這種媒質裏傳播速度就越小。折射率較大的媒質稱為光密媒質，反之，折射率較小的媒質則稱為光疏媒質。從上述各式可以看出，光線從光疏媒質射入光密媒質時，折射角小於入射角；光線從光密媒質射入光疏媒質時，折射角大於入射角。
光線從光密媒質（如玻璃）射入光疏媒質（如空氣）時，折射角是大於入射角的，並且隨著入射角的增大，折射角也將增大。於是，就會發生這樣的情況：在入射角還沒有增大到90°以前，折射角就已經達到90°，這時折射光恰好掠過媒質的分界麵。如果再繼續增大入射角，光就全部反回到光密媒質（玻璃）之中，並保持反射角等於入射角，而不再有光進入空氣，這就是全反射現象。折射角等於90°時的入射角A稱為臨界角。例如水的臨界角為48°30′，玻璃的臨界角為30°～42°。
媒質不同，臨界角的大小也不同。臨界角和媒質的折射率是有關係的。
如果光線從一種媒質射入真空（或空氣）中，發生全反射。
光的全反射現象，在光學儀器中被常常利用來改變光線的前進方向，例如，一個等腰直角三角形截麵的棱鏡光線垂直投射到一個等腰直角棱鏡的一個直角麵上，入射角等於0，不發生偏折；光線進入玻璃棱鏡後，碰到斜麵時，入射角正好為45°，大於玻璃的臨界角（42°），因而發生全反射；光線最後垂直射到另一個直角麵上，也不發生偏折，而是垂直地射出去。這樣，光路轉過了90°。這種棱鏡，被稱為回轉棱鏡。利用兩個回轉棱鏡，可以組成一個潛望鏡，潛水艇可以用它在水下了望水麵上情況。另一種讓光線從等腰直角棱鏡的斜麵垂直入射，光線進入棱鏡後，兩次碰到直角麵，入射角均為45°而發生全反射，最後又從斜麵垂直射出。這種棱鏡使光路轉了180°，可使物體的象倒轉，被稱為倒轉棱鏡，常用於雙筒望遠鏡中。
一塊透明的玻璃，其折射麵不象棱鏡那樣，不是平麵，而是球麵，或者一麵是球麵，另一麵是平麵，則稱為透鏡。有一種透鏡，中心部分厚，邊緣部分薄，稱為凸透鏡；一束平行光線投射到凸透鏡上，經過折射以後，會聚於一點，此點稱為凸透鏡的焦點，從焦點到透鏡光心的距離稱為凸透鏡的焦距。這種凸透鏡能夠使一束平行光會聚到一點，故又稱為會聚透鏡。另一種透鏡，中心部分薄，邊緣部分厚，稱為凹透鏡；一束平行光線投射到凹透鏡上，經過折射以後，就會向外發散，這些發散光線的反向延長線相交於光軸上的一點，就好象光束是從這一點發射出來的，此點稱為凹透鏡的焦點，它離開透鏡光心的距離稱為凹透鏡的焦距。這種凹透鏡能夠使一束平行光發散開去，故又稱為發散透鏡。
透鏡的兩個球麵的球心位置和半徑大小可以是各不相同的，因此就構成了各種各樣的透鏡，平凸、雙凸、凹凸和平凹、雙凹、凸凹透鏡。各種各樣的透鏡是顯微鏡、望遠鏡和照相機等光學儀器中必不可少的光學元件，它們不僅用來改變和控製光路，而且更重要的是用來形成和傳遞影象。
一個發光體或被照亮的物體，其發出的光線經過透鏡折射後就會形成象。例如，在一個凸透鏡前邊放一支燃燒的蠟燭，後邊適當位置處放一個屏，則屏上就會呈現出蠟燭的象。物體與透鏡中心之間的距離（物距）不同，形成的象的大小、正倒、實虛以及離開透鏡中心的距離（象距）也就不同。
§§第三章 孿生姊妹光與色